Расчет главных балок пролётного строения моста. Расчет по раскрытию трещин

2.2. Расчёт главных балок пролётного строения.

2.2.1. Определение расчётных усилий.

Постоянная нагрузка на пролётное строение складывается из собственного веса конструкции и веса мостового полотна.

Нормативная нагрузка на 1 пог.м. главной балки определяется , кН/м:

-  от собственного веса

-  от веса дорожного покрытия

где         V и l_п- объём железобетона и полная длина пролётного строения;

n- число главных балок;

В- ширина моста.

Коэффициенты надёжности по нагрузке g_f для постоянных нагрузок при расчёте на прочность принимаются:

-  для собственного веса конструкции g_f1=1,1;

-  для веса дорожного покрытия g_f2=2,0.

КПУ для рассматриваемых главных балок можно записать в виде:

Расчетная временная нагрузка.

- для балки 1:

при сосредоточенном давлении от одной оси тележки

при распределенной нагрузке

при нагрузке на тротуаре

- для балки 3:

Коэффициенты надежности по нагрузке от автотранспортных средств АК принимаются:

- для тележки- g_fа=1,4;

- для равномерно распределенной нагрузки- g_fn=1,15;

для нагрузки на тротуарах- g_fт=1,4;

Динамический коэффициент принимается:

- для тележки- 1+μ=1,3;

-для равномерно распределенной нагрузки- 1+μ=1,0

Полные усилия в сечениях разрезной балки при расчёте на прочность определятся по следующим формулам:

-для балки 3

Усилия при расчёте на трещиностойкость определяются  от действия на конструкцию нормативных нагрузок. Коэффициенты надёжности по нагрузке в вышеприведённых формулах принимаются g_f1=g_f2=g_fn=1,0; динамический коэффициент  1+m=1,0:

-при сосредоточенном давлении от 1-ой оси тележки

-при распределенной нагрузке

2.2.2. Расчёт балки из предварительно напряжённого железобетона

Предпосылки расчёта.

1) Балочное пролётное строение (м) под шесть полос автомобильного транспорта; 2) форма балок – тавровая постоянного сечения по всей длине без опорных утолщений и без развитого нижнего пояса;

3) применена прямолинейная схема преднапряжённого армирования с крупными двухпетлевыми пучками и количеством проволок до 48 в каждом;

4) расчётная нагрузка А-11 и НК-80.

Расчёт на прочность.

Основные размеры сечения.

Схема к расчёту на прочность.

Арматура класса B – II d5мм.

Необходимая площадь рабочей арматуры, приведённая к предварительно напряжённой:

Принимаем 4 пучка по 27 проволок,

Высота сжатой зоны:

Проверка осуществляется по условию:

Условие прочности удовлетворяется.

Расчёт на трещиностойкость.

Геометрические характеристики приведённого к бетон сечения приведены в табл.4.6 [6].

Количество преднапряжённой арматуры, необходимой для обеспечения трещиностойкости проектируемой конструкции определяется из условия допущения под полными нормативными нагрузками растягивающих напряжений по нижней грани сечения. Т.к. данная конструкция относится к категории трещиностойкости 2б, то:

Где:    , и  - соответственно площадь поперечного сечения, момент сопротивления относительно нижней грани сечения и эксцентриситет силы преднапряжения в стадии изготовления и монтажа;

 - момент сопротивления сечения относительно нижней грани на стадии эксплуатации;

 - установившееся напряжение в арматуре после протекания всех потерь.

Предельная величина контролируемых напряжений в арматуре:

Максимальные потери:

При подстановке всех известных величин в условие для , получаем:

Таким образом, по условию трещиностойкости требуется также постановка 4 пучков по 27 проволок d5мм в каждом, при этом силу преднапряжения можно снизить до:

          Расчёт против образования продольных и поперечных трещин на стадии создания преднапряжения.

Распределение внутренних усилий на этом этапе работы.

Условие продольной трещиностойкости:

Где:     - максимальное сжимающее напряжение в бетоне на уровне центра тяжести преднапряжённой арматуры в момент отпуска после прохождения первичных потерь;

 - напряжение в арматурных пучках после первичных потерь. Принимая величину полных потерь преднапряжения , а величину первичных потерь, получаем , а .

Условие, предохраняющее конструкцию от возникновения поперечных трещин в верхнем поясе:

Наиболее опасное сечение:

Условие удовлетворяется.

Расчёт по образованию трещин на стадии эксплуатации.

Условие для определения напряжений в нижней фибре бетона